影响转炉脱磷的因素分析1

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(完整word版)转炉脱磷效果影响因素分析

转炉脱磷效果影响因素分析徐文静摘要：从氧气顶吹转炉脱磷的热力学分析入手，探讨了冶炼过程中温度、炉渣碱度、（FeO）对磷含量的影响，回磷的原因、影响因素及防止措施等，指出应控制炉渣碱度、终点温度、（FeO）在合理范围内，应重视钢水回磷问题。

关键词：磷；碱度；温度；回磷1 前言炼钢生产中的脱磷效果,主要是指成品钢中含磷量的高低，而成品钢中含磷量的多少，主要取决于转炉冶炼终点的磷含量和出钢过程的回磷量。

下面从这两个方面入手对转炉脱磷效果进行分析。

2 冶炼过程中磷含量的控制2.1脱磷的基本反应脱磷反应是在钢—渣界面进行的，按炉渣分子理论的观点，由下列反应组成：5(FeO)=5[O]+5[Fe]2[P]+5[O]=(P2O5)(P2O5)+4(CaO)=(4Ca O.P2O5)2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4Ca O.P2O5)+5[Fe]l gK=l g(a4C a O.P2O5)/{[%P]2.a5F e O.a4C a O}=(%C a4.P2O9).r C a4.P2O9/{[P]2.f2P[%FeO]5.r5F e O.(%Ca O)4.r4C a O}=40067 /T-15.06 (1)式中K—脱磷反应的化学平衡常数;T—钢水温度。

为了分析方便，以脱磷的分配比:L P=(%P2O5)/[%P]2表示炉渣的脱磷能力。

由（1）式可得：L P=(%P2O5)/[%P]2=K.(FeO)5.(%CaO)4.f2p.r5F e O.r5C a O/r C a4P2O9(2)可见，要提高炉渣的脱磷能力，必须增大K.(FeO)5.(%Ca O)4.f2p和降低r C a4P2O9。

影响这些因素的有关工艺参数的改变，也就改变了钢中磷的分配。

2.2温度的影响利用（1）式，可以计算出不同温度下脱磷反应的化学平衡常数。

假定转炉冶炼终渣的化学成分不变，则可以计算出钢水终点磷含量与温度的对应关系：温度升高，K值显著减小，因此，低温对脱磷有利。

脱磷条件

10、脱磷的基本条件是什么？脱磷反应是钢渣间的反应，其反应方程式为：4（CaO）+2[P]+5（FeO）=（4CaO·P2O5）+5FeO在顶吹转炉中，脱磷主要是在泡沫渣中及冲击区内的钢渣乳化液中进行。

影响脱磷的主要因素是：（1）炉渣碱度的影响渣中CaO越高，分配比越高，脱磷能力就强。

CaO的脱磷作用在于：它能使P2O5生成更加稳定的磷酸钙，但炉渣中的SiO2与CaO的结合能力更强，更易生成硅酸钙。

因此，只有自由的（2）（FeO）的影响增加渣中FeO含量，将提高脱磷能力。

这是因为（FeO）可以氧化钢液中的磷生成P2O5；（FeO）还可以使石灰溶解，提高炉渣碱度；在低温下（FeO）还可与P2O5生成复杂化合物：3（FeO）+（P2O5）=（3FeO·P2O5）可以起到稳定（P2O5）的作用。

但（FeO）过高对脱磷不利。

（3）温度的影响脱磷反应是一个强的放热反应，降低温度使KP增大，从而与利于脱磷。

（4）渣量的影响渣量并不影响脱磷的分配比LP，但增加渣量意味着稀释了（P2O5）的浓度，即增加渣量可降低钢中的含磷量[P%]。

（5）粘度的影响炉渣有适当的粘度可使渣中的金属液滴数量增加，金属液滴在渣中的停留时间延长，有利于磷的去除。

防止回磷的措施有那些？
防止回磷的措施有：(1)出钢尽量减少出钢时带渣；(2)采用碱性包衬，减少因钢包侵蚀而降低炉渣碱度；(3)出钢过程中向钢包投入少量石灰粉，稠化渣子保持碱度；(4)出钢完毕时，尽量减少钢水在钢包中的停留时间。

转炉深脱磷反应机理

转炉深脱磷机理：1.转炉脱磷热力学分析1.1气体与金属间的反应磷的气体与钢水的反应可用下式表示：1/2 P2(g)=[P]Lg(ap/p pc)=8240/T -0.2ΔG= -157700+ 5．4Te p=0．054式中，钢水中磷的浓度用质量分数表示，磷的活度基准取亨利定律，由此可知钢水中的磷对于亨利定律呈正偏差。

1.2熔渣与钢水之间的反应高炉冶炼过程是不能脱磷的，矿石中的磷几乎全部进入生铁，致使生铁的含磷量有时高达0．1—2．0％。

生铁中的磷主要是在炼钢时氧化作用下去除。

磷和氧的亲和力虽比铁和氧的亲和力大，但在炼钢温度下，铁液的磷不能仅依靠氧化的作用除去，因为氧化生成的P205气态（[P]+5[O]=P205(g))。

可是，当有碱性氧化物出现时，磷氧化形成的P205能与之结合，成为稳定的磷酸盐的标准生成焙(2[P]+5[0]+3(MO)=M3P208(s))，可以大致估计它们的稳定性。

在炼钢的熔渣制度下，FeO和CaO是生成稳定磷酸鼎的最主要的氧化物。

氧化铁的脱磷反应为：2[P]+8(FeO)=3FeO·P205(s)+5[Fe]或2[P]+8[O]+3[Fe]=3 FeO·P205 (s)LgK=Lg（1/[%P]^2[%O]^8）=84200/T-31.1但是，磷酸铁只能在较低的温度(1400-1500。

C)下才能稳定存在。

在温度升高时，熔渣碱度提高，3FeO·P205可转变为较稳定的3CaO·P205(或4CaO·P205)。

所以脱磷主要是依靠磷酸钙的形成。

（1）分子理论的脱磷反应脱磷反应是界面反应，由下列反应组成5(FeO)=5[O]+5[Fe]2[P]+5[0]=(P205)(P205)+4(CaO)=(4CaO·P205)综合得：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=4CaO·P205+5[Fe]LgK=Lg （a (4Ca0·P205)/[%P]^2 a FeO^5·a CaO^4）=40067/T-15.06式中：K------------------脱磷反应的化学平衡常数：T------------------钢水温度。

转炉炼钢脱磷工艺理论与实践

转炉炼钢脱磷工艺理论与实践摘要：适当的磷可以提升钢的强度，但是对于大多数的钢种都是有害元素，磷含量过高会降低钢材的塑性、焊接性以及冲击韧性。

研究表明磷在钢液凝固过程中发生偏析现象比较集中地聚集在晶界处，导致较低温度下钢材性能变脆，通常成为“冷脆”现象。

磷含量对钢铁的影响极大，即使很少量的磷（0.01%）也会导致钢材的低温脆性。

因此对于普通的钢种磷含量要求在0.04%以内，在低温环境下应用的钢种要求含磷低到0.003%以下，如严寒地区的钻井平台、船舶、轨道、钢结构承重件、液化气管道等。

脱磷反应是转炉炼钢过程重要的物理化学反应，也是转炉炼钢的基本任务之一。

结合实践进行说明脱磷过程注意事项。

关键词：转炉炼；钢脱磷；工艺1转炉炼钢脱磷原理与条件1.1转炉炼钢脱磷原理转炉吹炼过程铁水中的磷被氧化生成P2O5进入炉渣中，P2O5是酸性氧化物，能与炉渣中的碱性氧化物FeO、CaO、MnO、MgO等生成磷酸盐化合物，更稳定的存在渣中，随炉渣一起除掉。

炉渣碱度较低时磷多以磷酸铁（3FeO•P2O5）的形式存在，炉渣碱度较高时磷多以磷酸钙（3CaO•P2O5或4CaO•P2O5）的形式存在。

1.1.1磷的氧化反应磷的氧化反应在钢—渣界面上进行，反应方程式一般有2种：4/5[P]＋2[O]=2/5(P2O5)标准吉布斯能△Gθ＝-384953+170.24T(J/mol)。

或者：4/5[P]＋2(FeO)＝2/5(P2O5)+2Fe(l)标准吉布斯能△Gθ＝-142944+65.48T(J/mol)。

1.1.2P2O5在炉渣中的固定氧化生成的P2O5如要在渣中稳定存于炉渣中，必须与炉渣中的CaO等碱性氧化物反应生成稳定的磷酸盐化合物3CaO•P2O5或4CaO•P2O5，反应方程式为：2[P]+5[O]+3(CaO)=(3CaO•P2O5)标准吉布斯能△Gθ＝-1486160+6360T。

由反应方程式可以看出，转炉炼钢脱磷原理在于磷的氧化进入渣中和转化为稳定的磷酸盐，脱磷速度主要取决于钢—渣界面磷的氧化反应。

转炉脱磷的影响因素及方法

转炉脱磷的影响因素及方法作者：唐天合来源：《科学与技术》2018年第21期摘要：近些年，钢铁市场对于低磷钢以及超低磷钢等品种钢的要求越来越苛刻，尤其是对钢中磷含量要求也进一步提高，所以严格控制好钢水中磷的含量是转炉炼钢的关键，脱磷是碱性炼钢过程中的重要任务之一，对于大多数的钢种而言，磷是一种有害的元素，随着磷含量的增加会引起钢的“冷脆”现象，提高钢的韧脆转变温度，并使焊接性能降低，冷弯性能变差，此外，磷在钢锭中会产生严重的偏析行为影响钢的性能与质量，所以要在冶炼阶段严格控制好终点磷的含量，保证炼钢的正常进行，本文分别讲述了脱磷的影响因素以及脱磷的方法。

关键词：转炉脱磷；碱度；温度1.转炉脱磷工艺概述转炉脱磷工艺主要包括：SRP工艺、多功能转炉脱磷工艺、COMI炼钢工艺脱磷工艺以及复吹转炉深脱磷工艺，其中复吹转炉深脱磷工艺又包括两路双联工艺、单渣工艺以及单炉新双渣工艺。

在炼铁过程中，原料中的磷几乎全部浸入铁水中，转炉和炉渣为脱磷提供了良好的脱磷环境。

在转炉冶炼过程中，可以通过控制主要脱磷影响因素达到良好的脱磷效果。

通常在转炉脱磷初期阶段，溶池温度较低，磷含量较高，热力学条件较好，但是由于此阶段炉渣的流动性较弱、炉渣碱度较低，动力学条件较差，因此需要通过改善动力学条件来配合热力学条件来加速脱磷，即提高炉渣流动性、炉渣碱度等；在转炉脱磷处理后期，钢水磷经过前阶段的脱磷之后，磷含量降低，炉渣流动性较高，具备良好的动力学条件，然而溶池温度较高，热力条件较差，不利于脱磷的进行，此时可以通过提高炉渣的碱度来改善热力学条件。

2.转炉脱磷影响因素分析2.1温度的影响通常转炉脱磷中的“温度”专指“溶池温度”，一般情況下，需要从两方面考虑温度对转炉脱磷效果的影响。

一方面，当熔池温度较低时，从热力学原理上分析，低温将有助于脱磷反应正常进行，但是当温度过低时，石灰在表面容易形成一层冷凝外壳，并未熔化，并降低化渣速度和炉渣流动速度，碱度降低，最终降低脱磷反应速度；另一方面，熔池温度升高过程中也会对脱磷效果产生影响。

转炉炼钢脱磷工艺的探讨

转炉炼钢脱磷工艺的探讨【摘要】本文从脱磷的热力学分析入手，对冶炼过程中温度、炉渣碱度、渣中（FeO），等对磷含量的影响进行了探讨。

同时探讨了回磷的原因、影响的因素和防止的措施。

【关键词】转炉炼钢；脱磷工艺；探讨磷在钢中是以【Fe3P】或【Fe2P】形式存在，一般以【P】表示。

磷含量高时，会使钢的朔性和韧性降低，即使钢的脆性增加，这种现象低温时更严重，通常把它称为“冷脆”。

且这种影响常常随着氧，氮含量的增加而加剧。

磷在连铸坯中的偏析仅次于硫，同时它在铁固溶体中扩散速度又很小。

不容易均匀化，因而磷的偏析和难消除。

由于炼铁过程为还原性气氛，脱磷能力较差。

因此脱磷是炼钢过程的重要任务之一。

在20世纪90年代中后期，为解决超低磷钢的生产难题，世界上各大钢厂都曾经进行过转炉铁水脱磷实验研究。

1、铁水预处理方法1.1喷吹苏打粉处理日本住友公司鹿岛厂开发的“住友碱精炼法”是成功用于工业生产的苏打精炼法。

工艺流程：从高炉流出的铁水先经脱硅处理，即将高炉铁水注入混铁车内，用氮气输送和喷吹烧结矿粉，喷入量为每吨铁水40公斤，最大供粉速度为每分钟400公斤，最大吹氧量为每分钟50立方米，脱硅量约为0.4%。

脱硅处理后的铁水硅含量可降到0.1%以下。

然后用真空吸渣器吸出脱硅渣，进行脱磷处理，以氮气为载气向铁水中喷入苏打粉，苏打粉用量为每吨18公斤，最大供粉量为每分钟250公斤，最大吹氧量为每分钟50立方米，处理后铁水中【P】≤0.001%，【S】≤0.003%，再用真空吸渣器吸出脱磷渣，并将其送到苏打回收车间，经水浸后可回收约80%的Na2O，最后将处理过的铁水倒入转炉冶炼。

1.2喷吹石灰系熔剂处理由于石灰系熔剂具有成本低，对环境污染小的优点，因此受到重视，并不断对其深入研究，以使其满足精炼铁水的需要。

工艺流程：向高炉铁沟中加入铁磷进行脱硅处理，加入量为每吨铁水27公斤，处理后铁水含硅量由0.5%降到0.15%，氧的利用率为80%-90%。

2脱磷8-2(转炉脱磷)

制。
对于含磷较高的铁水，入炉前应进行预处理使之达到单渣法操作的要求，合理又经济。
§3 转炉脱磷工艺
二、吹炼过程中磷含量的变化规律
转炉炼钢过程中，钢液中的含磷量是逐渐降低的。
但是操作过程中，各种工艺参数的变化对脱磷反应
会有不同的影响。 1.枪位变化对脱磷反应的影响
脱磷反应：
2[P]+5（FeO）+4（CaO）=（4CaO· 2O5）+5[Fe] P 2[P]+5（FeO）+3（CaO）=（3CaO· 2O5）+5[Fe] P
个阶段：吹炼初期、吹炼中期、吹炼后期。 A 吹炼初期吹炼的最初阶段，硅、锰与氧的亲和力比磷大，所以要等到铁液中硅、锰含量降到足够低时磷才开
始氧化。因此吹炼的最初阶段脱磷速度不大。
§3 转炉脱磷工艺
二、吹炼过程中磷含量的变化规律
2.吹炼过程中磷含量的变化规律及分析
A 吹炼初期
吹炼初期熔池温度较低，这对于脱磷是一个有利条件，如果能保证迅速形成高碱度、高氧化铁含量、流动性良好的炉渣，可以使脱磷过程快速进行。因此，该阶段应适当提高枪位，使渣中氧化铁含
Na2CO3 + 氧化剂
脱磷反应： 2[P]+3(Na2O)+5(FeO) ==(3Na2OP2O5)+5Fe
§3 转炉脱磷工艺
四、铁水预脱磷
1.脱磷剂（2）石灰系脱磷剂脱磷剂组成： CaO + 氧化剂 + 助熔剂
脱磷反应：
2[P]+5(FeO)+3(CaO) == (3CaOP2O5)+5Fe
但其去磷效率较低，一般情况去磷率为90%左右。
§3 转炉脱磷工艺

转炉炼钢脱磷最佳温度

转炉炼钢脱磷最佳温度为1500-1600℃。

在这个温度范围内，通过氧化与磷含量相关的铁水中硅含量以及向熔池中加入脱磷剂等措施，可以有效去除磷。

脱磷的过程是在熔融的金属或合金中与氧结合，形成稳定的氧化物，从而降低磷含量的过程。

在炼钢过程中，脱磷操作通常在熔池表面进行，通过向熔池中加入氧化剂，例如氧化钙或氧化铁，将磷氧化成磷酸钙，然后从熔池表面沉淀出去。

为了确保脱磷效果，需要注意以下几点：
1. 合适的温度范围：在高温下，熔融金属的表面张力更小，更容易与氧化剂接触，从而促进脱磷反应。

因此，转炉炼钢脱磷的最佳温度范围为1500-1600℃。

2. 合适的化学反应条件：在氧化剂存在下，磷与氧结合生成磷酸钙，这个反应需要在一定的时间和压力下进行。

因此，需要控制加入氧化剂的量和速度，以确保反应充分进行。

3. 合适的铁水成分：铁水中硅含量的高低对脱磷效果有直接影响。

在氧化剂存在下，硅与氧结合生成二氧化硅，覆盖在铁水表面，阻止磷进一步与氧结合。

因此，铁水中硅含量的控制对于脱磷效果至关重要。

4. 合适的搅拌和搅拌强度：搅拌可以促进脱磷反应的进行，同时有助于氧化剂与铁水的充分接触。

适当的搅拌和搅拌强度可以提高脱磷效果和均匀性。

总之，转炉炼钢脱磷的最佳温度在1500-1600℃范围内，通过控制加入氧化剂的量和速度、控制铁水中硅含量的高低、以及适当的搅拌和搅拌强度等措施，可以获得良好的脱磷效果。

需要注意的是，这些信息仅供参考，炼钢过程的具体条件和工艺因生产厂家、设备和原料等因素而异。

在实际操作中，需要根据具体情况进行调整和优化。

转炉脱磷工艺中单渣法的研究进展

24
王彦林等 [8] 在武钢工艺实践中发现，控制终点温度 1600℃ ~1640℃，可在满足 LF 炉生产要求同时降低脱磷率。杨
晓江等 [9] 对 150t 顶底复吹转炉进行单渣法脱磷发现，如图 2 所示，控制终点温度 1620 ℃ ~1640 ℃，可使终点 P 含量不超过 0.010%，1630℃时，脱磷率高达 93.65%，证明前述观点。
表 1 单渣脱磷时参数与工艺的控制
碱度
炉渣循环次数
枪位
冶炼时工艺
3.5~4.4
5~6
高-低-高-低
阶段吹氩
王彦林等 [8] 建议，若使用铁矿石替代 CaCO3 等助熔剂 , 前
期应控制碱度 2.5~3.5，以减弱返干提高脱磷率。葛允宗等 [6] 在
宁钢复吹转炉工艺实践中，在吹炼终点前 3min 分批次加入烧结矿，控制碱度 3.2~3.6，得到较好脱磷率。杨晓江等 [9] 建议控制
0.022
0.020
0.018
0.016
0.014

0.012
0.010
0.008
0.006 12
图4
16
20
24
28
终渣FeO含量/%
终点磷含量与终渣 FeO 含量关系
4 总结磷含量是影响钢材性能的一个重要因素，通过分析温度、碱
度和 FeO 含量对转炉脱磷的影响因素及脱磷效果。未来，单渣法脱磷的重点在于前期快速成渣，中期减弱熔渣返干，后期避免氧化性熔渣富集；熔渣中温度、碱度、FeO 的含量对脱磷有重要影响，合理控制温度，提高碱度，适当提高钢渣中氧化物的含量，可以获得良好的脱磷率。
FeO（如图 3 所示），在防止 FeO 含量过高稀释碱度的前提下，控

转炉炼钢脱磷影响因素的分析

转炉炼钢脱磷影响因素的分析任茂勇【摘要】磷在钢中作为一种有害元素,必须在冶炼过程中将其去除.脱磷是转炉冶炼最重要的任务之一.低磷钢的冶炼对转炉冶炼工艺提出了更为严格的要求.在理论分析的基础之上,通过对实际生产中数据的汇总,分析了温度、炉渣碱度、碳含量、炉渣氧化性、留渣操作及双渣操作等因素对转炉脱磷效果的影响,为提高天钢转炉的脱磷效果提供了参考.结果表明,保持相对较低的熔池温度、造高碱度的炉渣、保持一定的炉渣氧化性以及留渣和双渣操作等,都有利于脱磷反应的进行.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】3页(P1-3)【关键词】转炉;脱磷;碱度;炉渣;氧化性【作者】任茂勇【作者单位】天津钢铁集团有限公司炼钢厂,天津 300301【正文语种】中文磷是钢中的有害元素之一，只有在极特殊的钢中才作为有用的元素加入[1]。

磷使钢具有冷脆性，增加钢对脆性断裂的倾向。

另外，磷对钢的焊接性能也有不利影响，其夹杂物在钢中的偏析度较大，而且偏析度很难消除。

对于高级别钢需要将磷含量控制在很低水平。

由于炼铁过程为还原性气氛，几乎没有脱磷能力，因此脱磷是炼钢过程中的重要任务之一[2]。

随着石油、天然气、汽车、电子等工业的发展，用户对钢材质量的要求越来越高。

很多优质钢种都要求磷含量低于0.015%，一些特殊用途的钢种甚至要求磷含量在0.005%以下。

深化脱磷已经成为很多冶金企业急需解决的问题[3]。

高炉冶炼不能控制铁水的含磷量，矿石中的磷几乎全部进入铁水中，致使铁水的含磷量高达0.1%以上。

而从脱磷的热力学和动力学条件来看，转炉炼钢有着巨大的优势，因此目前许多厂家的脱磷任务还主要是在转炉冶炼过程中完成的。

本文通过对转炉冶炼过程中脱磷反应机理分析和实际生产中部分炉次的数据进行汇总，分析得出转炉冶炼脱磷的影响因素，为提高产品质量提供参考。

在转炉冶炼过程中，熔池的成分、温度以及炉渣的成分变化都有一些基本规律。

探析转炉脱磷影响因素及其工艺发展

探析转炉脱磷影响因素及其工艺发展1 概述磷、硫是钢铁冶炼中常见的杂质元素，其中磷元素是炼钢过程中必须考虑并加以控制的元素。

在绝大多数钢种中磷是有害元素，为提高钢的纯净度，必须尽量降低钢液中的磷含量。

通常认为，磷在钢中以[Fe2P]或[Fe3P]的形式存在，为方便起见，本文均用[P]表示。

由于炼铁过程为还原性气氛，炼铁原料中的磷几乎全部进入铁水中，而转炉以其自身的氧化性和炉渣特点为脱磷创造了良好的环境，有着较好的脱磷效果，能达到85%，钢中的磷主要是在转炉冶炼过程中被去除的，因此转炉终点磷控制直接影响产品磷含量。

由于脱磷反应是在钢-渣界面进行的，因此控制和调整好转炉内炉渣的成分和性质是转炉脱磷的重要条件，其中炉渣碱度、炉渣氧化性和炼钢熔池温度是影响脱磷的主要因素。

本文将重点分析转炉脱磷的影响因素和国内外转炉脱磷工艺的发展情况。

2 转炉脱磷的热力学理论分析转炉脱磷反应是在金属液与熔渣界面上进行的，针对脱磷的热力学平衡，国内外学者均做了研究，其主要的化学反应方程式如下：钢液/熔渣界面反应：（1）熔渣中的反应：（2）式（1）+式（2）得：（3）从反应式可以看出，反应在相界面上进行，在高氧化铁的条件下，磷可以得到有效的去除。

在炼钢的熔渣制度下，（P2O5）并不稳定，必须和碱性氧化物结合才能被脱除，而FeO和CaO是生成稳定磷酸盐的最主要的氧化物。

吹炼前期，生成的（P2O5）主要与（FeO）生成较稳定的（3FeO·P2O5）（）。

但碳氧反应的进行，吹炼温度不断上升，在1400℃～1620℃时，（3FeO·P2O5）逐渐分解，使磷又回到钢液当中。

为了有效地彻底脱磷，必须用石灰造高碱度钢渣，使磷在高碱度下生成更稳定的磷酸盐渣3CaO·（P2O5）或4CaO·（P2O5），其中4CaO·（P2O5）（）更稳定，3CaO·（P2O5）次之，但通常达到平衡时的反应产物是4CaO·（P2O5）。

影响转炉出钢过程返磷因素的分析

影响转炉出钢过程返磷因素的分析刘寒冰【摘要】为控制转炉出钢过程钢水的返磷现象,在天钢转炉现场进行了实验.通过试验,找出了影响转炉出钢过程中钢水返磷的主要原因,包括:下渣返磷、合金返磷、取样器偏差等;试验结果表明下渣返磷影响最大,合金返磷影响最小,降低出钢过程下渣可以有效降低钢水返磷量.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2017(000)0z1【总页数】3页(P10-12)【关键词】转炉炼钢;出钢;返磷【作者】刘寒冰【作者单位】天津钢铁集团有限公司炼轧厂,天津 300301【正文语种】中文磷是钢中有害元素之一，钢中的磷含量高会引起钢的“冷脆”，即从高温降到0℃以下，钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能和冷弯性能变差。

钢中最大允许的磷含量是0.02%～0.05%，而对某些优质钢中要求磷在0.008%～0.015%范围内[1]。

在对生产实际数据的统计中发现在炼钢过程中常伴有返磷现象，随着我厂产品结构的不断提升，低磷钢的生产不断增多，因此返磷问题要得到足够重视，应最大限度的减少返磷。

2.1 天钢现状目前天钢转炉返磷情况极不稳定，为防止出钢后返磷值偏高，造成磷成分出格事故，现场操作中往往将终点P要求控制在判定下限-0.010%的水平方可进行出钢操作，对于部分优质钢对于磷要求较为严格的钢种，更是采用低温去磷的操作手法，导致倒炉温度普遍偏低，这在很大程度上增加了钢水后吹率，严重影响终点钢水的质量。

2016年度钢中Mn≥1%的低磷钢种平均返P≤0.007%，钢中Mn≤1%的低磷钢种返P≤0.006%，返磷波动大严重影响了正常生产，开展减少转炉返磷攻关迫在眉睫。

2.2 造成钢水返磷的原因在转炉出钢结束后，钢水磷含量较冶炼终点磷含量高，这种现象被称为返磷。

其原因一是由于合金带入的磷，二是取样器偏差，三是钢水的返磷。

2.2.1 合金返磷转炉出钢时需要进行脱氧合金化操纵，即在钢水中加入脱氧剂和合金，合金和脱氧剂中均含有少量的磷，如果合金量较小，例如低合金钢，则由合金带入钢水中的磷较少，这时合金返磷可以忽略不计；如果合金量较大，例如高合金钢，则由合金带入钢水中的磷会增加，造成钢水返磷。

转炉冶炼回磷影响因素试验分析

转炉冶炼回磷影响因素试验分析李德军,于赋志,许孟春,吕春风,黄玉平,康伟(海洋装备金属材料及应用国家重点实验室,辽宁鞍山114009)摘要:为了分析转炉冶炼过程中的回磷情况,在对回磷的机理分析基础上对各影响因素进行了分析研究。

结果表明,回磷量控制在0.002%以内,钢包渣厚至少需控制在80mm 以内;硅锰铁的回磷最大,不能用于生产对磷含量要求严格的钢种;钢包加入2~3kg/t 钢白灰颗粒改质处理,回磷量可由原有的平均0.0018%降至平均0.0006%;停留时间15min 内回磷幅度比较大;碳含量<0.010%的低碳钢,出钢温度控制在(1685±5)℃比较合适。

关键词:转炉冶炼;回磷;影响因素中图分类号:TF704文献标识码:A文章编号:1006-4613(2020)04-0016-04Experimental Analysis on Factors of Influencing Rephosphorization in Smelting Process by ConverterLi Dejun ,Yu Fuzhi ,Xu Mengchun ,Lv Chunfeng ,Huang Yuping ,Kang Wei(State Key Laboratory of Metal Materials for Marine Equipment andApplication,Anshan 114009,Liaoning,China )Abstract :In order to analyze the situation on rephosphorization in smelting process by con ⁃verter,the factors for influencing rephosphorization were analyzed and studied based on the analy ⁃sis on the mechanism of rephosphorization.The study results demonstrated that the depth of ladle slag must be controlled to be within 80mm at least so as to control the quantity of rephosphoriza ⁃tion to be less than 0.002%and fero-manganese-silicon could not be applied to produce the steel grades whose content of phosphor was strictly controlled due to its largest quantity of rephosphos ⁃rization,however the quantity of rephosphosrization would be reduced from 0.0018%to 0.0006%on the average after 2to 3kg lime particles per tone steel was added into ladle for quality modi ⁃fication treatment.In addition the quantity of rephosphorization would increase greatly if the reten ⁃tion time was within 15minutes.At last it was appropriate for the molten steel with the content of carbon less than 0.010%to control its tapping temperature in the range of 1685±5℃.Key words :smelting by converter;rephosphorization;effect factor 钢中含磷量高时,会使钢的塑性和冲击韧性降低,并使钢的焊接性能与冷弯性能变差,这种现象低温时更加严重,通常称为“冷脆”,且其常常随着氧、氮含量的增高而加剧[1-3]。

关于当前转炉冶炼脱P要求

关于转炉冶炼脱P的思考一、理论部分P冷脆，转炉去P率达85~95%2[P]+5(FeO)= (P2O5)+ 5[ Fe ]-Q1 (1)3(FeO)+ (P2O5）=(3FeO〃P2O5）- Q2 (2)(3FeO〃P2O5)+4(CaO)=（4CaO〃P2O5）+(3 ( FeO) - Q3 (3) 由式(1)、(2)、(3)可推出(4) :2[ P] + 5 ( FeO) + 4 ( CaO) = (4CaO 〃P2 O5 ) +5[ Fe ] - Q4 (4)式(4)表明：1、平衡条件：高碱度、高氧化性渣对脱磷有利,去磷是放热反应,故从热力学讲低温条件有利于去磷反应的进行。

2、分配系数：温度和渣成分（亚铁和R）1. 1 氧化性对炉渣去磷能力影响的理论分析( FeO)在脱磷过程中起双重作用,一方面是作为磷的氧化剂起氧化磷的作用;另一方面充当把( P2 O5 )结合成( 3FeO 〃P2 O5 )的基础化合物的作用。

所以,可以认为渣中存在( FeO)是去磷的必要条件。

由于( 3FeO 〃P2 O5 )在温度高于1 470 ℃时是不稳定的,因此只有当熔池内石灰熔化后生成稳定的化合物(4CaO 〃P2 O5 )才能达到去磷的目的。

1. 2 炉渣碱度对炉渣去磷能力影响的理论分析CaO 具有较强的脱磷能力,4CaO 〃P2 O5 在炼钢温度下很稳定,因此,提高炉渣碱度可以提高脱磷效率。

但不能无止境地提高炉渣的碱度,如果CaO 加入过多,炉渣熔点增大, CaO 颗粒不能完全熔入炉渣,则导致炉渣的流动性减弱,黏度增强,从而影响脱磷反应在钢液与炉渣间的界面进行而降低脱磷效果。

另外,炉渣碱度与氧化铁活度也有关系,过高碱度减少氧化铁的活度,从而降低脱磷效果。

1. 3 温度对炉渣去磷能力影响的理论分析温度对去磷反应的影响应从2 个方面来看:一方面,去磷是放热反应,高温不利于去磷,然而,熔池温度提高,将加速石灰的熔化,提高熔渣碱度,从而能提高磷在炉渣和钢水中的分配比;另一方面,高温能提高渣的流动性,能加强渣2 钢界面反应,提高去磷速度,所以过低的温度也不利于去磷。

关于当前转炉冶炼脱P要求

所以,可以认为渣中存在( FeO)是去磷的必要条件。

由于( 3FeO 〃P2 O5 )在温度高于1 470 ℃时是不稳定的,因此只有当熔池内石灰熔化后生成稳定的化合物(4CaO 〃P2 O5 )才能达到去磷的目的。

1. 2 炉渣碱度对炉渣去磷能力影响的理论分析CaO 具有较强的脱磷能力,4CaO 〃P2 O5 在炼钢温度下很稳定,因此,提高炉渣碱度可以提高脱磷效率。

另外,炉渣碱度与氧化铁活度也有关系,过高碱度减少氧化铁的活度,从而降低脱磷效果。

影响转炉脱磷的因素分析

黑龙江冶金
Heilongjiang Metallurgy
Vol． 31 No． 1 March 2 0 1 0
影响转炉脱磷的因素分析
王凌川，李伯超，孙光，侯海龙
（黑龙江省冶金研究所，哈尔滨 150040）
摘要：本文主要从转炉脱磷的理论分析入手，探讨了炉渣碱度、FeO 的质量分数和冶炼过程温度对磷质量分数的影响及回磷的原因、影响因素及防止措施等。同时本文指出应控制炉渣碱度、FeO、终点温度在合理范围内，并应重视钢水回磷问题。关键词：脱磷；碱度；温度
我们选取操作平稳，副枪一碳在 0． 30% ～ 0. 40% 之间的数据作为研究对象，从其副枪温度推断其过程温度，如副枪一温度高则其过程温度肯定会高。副枪一温度和副枪二温度与脱磷率的关系，选取的数据均是平均值，如表 1。
表 1 副枪温度与脱磷率关系图
（ 3）吹氩时，使用氩气压力过高，造成钢液— 钢渣翻腾、卷渣，形成一种“渣洗”现象，也大大增加了回磷程度。 2． 3 防止回磷的措施
（ 1）出钢要挡好渣，减少出钢过程的下渣量最为关键。现在操作主要是出钢前戴挡渣帽，出钢过程中加镁质挡渣球。从而尽可能降低出钢下渣的量。
21产生回磷的原因冶炼终点一般认为脱磷反应已达到平衡在出钢过程中向钢包内加入脱氧剂将使钢中的氧以及渣中feo下降脱氧产物sio2a12o3进入炉渣使炉渣碱度降低从而打破了脱磷反应的平衡状态有利于po的分解和还原磷又重新进入22影响回磷的因素通过上面产生回磷原因的分析可以得出影响回磷的主要因素有
第 31 卷第 1 期 2 011 年3 月
Analysis of the Factors Affecting Dephosphorization Converter

提高转炉炼钢终点磷命中率优化控制措施

提高转炉炼钢终点磷命中率优化控制措施摘要：磷在钢中作为一种有害元素会危害钢材的塑性、韧性和可焊性等性能,如何高效地降低钢中的磷含量一直成为国内外钢铁企业的研究重点。

基于此，本文就提高转炉炼钢终点磷命中率优化控制措施进行了探讨。

关键词：转炉炼钢；终点磷；命中率；优化控制；措施脱磷有利条件为“三高一低一良好”,“三高”分别指适度的高碱度R、高FeO、大渣量;“一低”指适当的低温,这两项为热力学因素;“一良好”指良好的炉渣熔化性及流动性、钢渣界面传质速度等,而“一良好”为动力学条件,但常常被忽略,确是最为重要因素。

转炉脱磷是受到热力学及动力学因素的综合影响,在生产中采用吹炼前期渣早化、吹炼中期渣化好、吹炼后期渣化透的方法,达到良好、稳定、高效的脱磷效果,确保终点磷的命中率。

1脱磷关键影响因素简析1.1适度高FeOFeO在脱P过程中起双重作用,一方面作为P的氧化剂使P氧化P2O5,另一方面把P2O5结合成(3FeO·P2O5)基础化合物,所以炉渣中存在FeO是脱磷的必要条件与前提。

但由于(3FeO·P2O5)高温稳定性差,必须生成稳定(3FeO·P2O5)或(4FeO·P2O5)才能彻底脱磷。

当FeO含量很低时,石灰不能很好熔化,既不能氧化脱磷,也不能生成稳定的磷酸盐化合物,特别是中期脱碳剧烈反应期,FeO含量降低,炉渣极易返干,钢水易回P,导致脱P异常。

但FeO含量过高,将稀释渣中CaO含量,使碱度降低,也降低脱P效果。

1.2适度高的R为了从钢液中脱磷并把脱磷产物固化在渣中,必须降低P2O5活度,需通过CaO 实现,形成(3FeO·P2O5)或(4FeO·P2O5)固留渣中,以确保脱磷效果,因此需确保高效稳定的化渣效果并适当提高渣中CaO含量。

但如果石灰加入量过大,导致石灰无法完全熔化,炉渣中固相比例增加,增大了炉渣的粘度,使炉渣流动性减弱,脱磷反应动力学条件变差,最终使脱磷率降低。

转炉出钢回磷成因分析及预防措施

杭钢转炉钢包回磷原因分析及应对措施探讨（杭钢转炉炼钢厂炼钢车间夏官良）摘要：通过对钢包回磷的原因分析，找出影响钢包回磷程度的几个因素，并有针对性的提出了应对措施来指导实际生产，以此来减少因钢包回磷造成成分出格的现象。

关键字：钢包回磷影响因素措施1.现状随着杭钢转炉新品种开发及电炉钢品种转移的不断推进，对钢水中磷含量的控制要求也越来越严格，而转炉出钢的方式决定了在放钢过程中不可避免的会有炉渣进入到钢包中，从而引起钢包回磷。

据统计，2011年上半年杭钢转炉冶炼钢水磷成分出格复样、倒包补放共计近50炉次，其中精炼钢种因钢包回磷引起成分出格的情况占较大比例，为钢水成品磷含量的控制带来难度，成为了转炉新品种开发及量产工作的瓶颈。

图1-1、1-2为7月份抽取的54炉40Cr钢精炼前后钢水P成分比较，正常下渣量的情况下（目测渣厚＜50mm），钢水经过精炼后平均回磷0.003%，下渣量较大时（目测渣厚＞50mm），平均回磷0.007%。

2.分析2.1. 产生回磷的原因转炉炼钢工艺一般认为冶炼终点时脱磷反应已达到平衡。

但是，在出钢过程中向钢包内加入脱氧剂，使钢中的氧以及渣中(FeO)下降，脱氧产物(SiO2)、(Al2O3)等进入炉渣，使炉渣碱度降低，会打破脱磷反应的平衡状态，有助于(P2O5)的分解和还原，磷又重新进入到钢液。

回磷反应与下列各种反应有关：（1）渣中(FeO)与脱氧剂作用：2(FeO)+[Si]= (SiO2)+2[Fe] (FeO)+[Mn]=(MnO)+[Fe]（2）炉渣与脱氧产物作用：2(3CaO.P2O5)+3(SiO2)=3(2CaO.SiO2)+2(P2O5)（3）渣中(P2O5)与脱氧剂的作用：(P2O5)+5〔Mn〕=5(MnO)+2〔P〕2(P2O5)+5〔Si〕=5(SiO2)+4〔P〕3(P2O5)+10〔Al〕=5(Al2O3)+6〔P〕（4）渣中(3CaO.P2O5)直接同脱氧剂作用：(3CaO.P2O5)+5[Mn]=2〔P〕+5(MnO)+3(CaO)2(3CaO.P2O5)+5[Si]=4[P]+5(SiO2)+6(CaO)3(3CaO.P2O5)+10[Al]=5(Al2O3)+6[P]+9(CaO)上述反应共同作用的结果，导致了钢水回磷的发生。